河南省兰考县第三高级中学2020学年高二物理上学期周测试题（12

河南省兰考县第三高级中学2020学年高二物理上学期周测试题（12

河南省兰考县第三高级中学2020学年高二物理上学期周测试题（12.8） ‎ 一、单选题（每题5分，共40分）‎ ‎1．关于感应电流，下列说法中正确的是( )‎ A．只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生 B．穿过螺线管的磁通量发生变化时，螺线管内就一定有感应电流产生 C．只要电路的一部分作切割磁感线运动，电路中就一定有感应电流 D．线框不闭合时，即使穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中也没有感应电流 ‎2．如图所示，空间有一个方向水平的有界磁场区域，一个矩形线框，自磁场上方某一高度下落，然后进入磁场，进入磁场时，导线框平面与磁场方向垂直．则在进入时导线框不可能(　　)‎ A．匀加速下落 B．变加速下落 C．匀速下落 D．变减速下落 ‎3．如图所示，一圆形闭合小铜环从高处由静止开始下落，穿过一根竖直悬挂的、质量为m的条形磁铁，铜环的中心轴线与条形磁铁的中心轴线始终保持重合。则细绳中弹力F随时间t的变化关系图像可能 是（ ）‎ A． ‎ B．‎ C． D．‎ ‎4．如图所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从图示位置匀速拉出匀强磁场．若第一次用0.3s时间拉出，外力所做的功为W1，通过导线截面的电量为q1；第二次用0.9s时间拉出，外力所做的功为W2，通过导线截面的电量为q2，则 （ ）‎ A．W1＜W 2，q1＜q2 B． W 1＜W 2，q1= q2‎ C． W 1＞W 2，q1= q2 D． W 1＞W 2，q1＞q2‎ ‎5．如图所示，两根相距为L的平行直导轨ab、cd，b、d间连有一固定电阻R，导轨电阻可忽略不计．MN为放在ab和cd上的一导体杆，与ab垂直，其电阻也为R.整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，磁场方向垂直于导轨所在平面(垂直纸面向里)．现对MN施力使它沿导轨方向以速度v水平向右做匀速运动．令U表示MN两端电压的大小，则(　 　)‎ A．，流过固定电阻R的感应电流由d经R到b B．，流过固定电阻R的感应电流由d经R到b C．MN受到的安培力大小，方向水平向左 D．MN受到的安培力大小，方向水平向左 ‎6．如图甲、乙所示，矩形线框ABCD静置在光滑的水平面上，竖直方向存在着组合磁场，其磁感应强度分别为B、2B，分别用力、将相同的矩形线框 一边与两磁场的边界重合沿水平面匀速完全拉进另一磁场，且两次的速度之比为：：2，则在线框完全进入另一磁场的过程中，下列说法正确的是　　‎ A．回路中电流之比为1：1 B．线框中产生的热量之比为1：1‎ C．拉力大小之比为1：2 D．克服安培力做功的功率之比为1：2‎ ‎7．如图所示，相同长度的同一材料导线做成不同形状的的单匝线圈，有正方形、等边三角形、圆形，将它们放在同一直线边界匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直．现以相同的速度v将线圈从磁场中匀速拉出，当线圈的一半在磁场中时，线圈与磁场边界交点间电压最小的是(　　)‎ A． B． C． D．‎ ‎8．（5分）如图所示，螺线管匝数n＝1500匝，横截面积S＝‎20 cm2，螺线管导线电阻r＝1 Ω，电阻R＝4 Ω，磁感应强度B的Bt图像如图所示(以向右为正方向)，下列说法正确的是(　　)‎ A．通过电阻R的电流方向是从A到C B．感应电流的大小保持不变为‎2.4 A C．电阻R的电压为6 V D．C点的电势为4.8 V 二、多选题（每题5分，共20分）‎ ‎9．如图所示，在匀强磁场中放有平行铜导轨，它与大导线圈M相连接，要使小导线圈N获得逆时针方向的感应电流，则放在导轨中的裸金属棒ab的运动情况是(两导线圈共面放置) （ ）‎ A．向右匀速运动 B．向左减速运动 C．向右减速运动 D．向右加速运动 ‎ （9题图） （10题图）‎ ‎10．匀强磁场中有一细金属圆环，圆环平面位于纸面内，如图甲所示。磁场方向垂直纸面，规定向里的方向为正，磁感强度B随时间t变化规律如图乙所示。用I1、I2、I3分别表示Oa、ab、bc段的感应电流，f1、f2、f3分别表示金属环产生对应感应电流时其中很小段受到的安培力。则（ ）‎ A．I1沿逆时针方向，I2沿顺时针方向 B．I2沿顺时针方向，I3沿逆时针方向 C．f2方向背离圆心向外，f3方向指向圆心 D．f1方向指向圆心，f2方向指向圆心 ‎11．如图所示，不计电阻的光滑金属直轨道AB和CD固定在同一水平面内，两轨道间的宽度为‎1m。平行轨道左端接一阻值为0.5Ω的电阻。轨道处于磁感应强度大小B=2T，方向垂直导轨平面向下的匀强磁场中。一电阻为0.5Ω的导体棒ab垂直于轨道放置。导体棒在垂直导体棒且水平向右的外力F作用下向右匀速运动，速度大小v=‎5m/s，导体棒与轨道始终接触良好并且相互垂直，则（ ）‎ A．通过电阻的电流大小为‎5A B．作用在导体棒上的外力大小为10N C．导体棒克服安培力做功的功率为100W D．通过电阻的电流为从A到C ‎12．如图所示，光滑斜面的倾角为θ，斜面上放置一矩形导体线框abcd，ab边的边长为L1，bc边的边长为L2，线框的质量为m，电阻为R。线框通过绝缘细线绕过光滑的定滑轮与一质量为M的重物相连，斜面上的虚线ef和gh之间有宽为L0的垂直斜面向上的匀强磁场(L0>L2)，磁感应强度为B，将线框从虚线下方某一位置由静止释放，当ab边到达ef处时刚好做匀速直线运动，线框的ab边始终平行于底边，对线框穿过磁场的整个过程，下列说法中正确的是（ ）‎ A．线框匀速穿入磁场的速度为 B．线框从gh穿出磁场的过程一直减速 C．整个过程中线框产生的焦耳热大于2(MgL2-mgL2sinθ)‎ D．线框穿入和穿出磁场的过程中，通过线框的电荷量均为 三、填空题（每空3分，共15分）‎ ‎13．楞次定律:________具有这样的方向，即感应电流的________总要阻碍引起感应电流的________的变化 ‎14．一架飞机以‎900km/h的速度在北半球某处沿水平方向飞行，该处地磁场的竖直向下分量为0.5×10－4T，飞机的机翼长为‎48m，机翼两端间的感应电动势为________V，在飞机上的飞行员看来_________侧机翼末端的电势高。‎ 四、解答题 ‎15.（10分）一个10匝的闭合线圈的总电阻为0.5Ω，线圈的面积为‎10cm2,,有一垂直于线圈平面的匀强磁场，其磁感应强度随时间变化的情况如图所示，求：‎ ‎（1）0～0.2s内线圈中磁通量的变化率；‎ ‎（2）0～0.4s内线圈中产生的热量。‎ ‎16．（15分）如图所示，两根足够长平行金属导轨MN、PQ固定在倾角θ=37°的绝缘斜面上，顶部接有一阻值R=1Ω的定值电阻，下端开口，轨道间距L=‎1m。整个装置处于磁感应强度B=4T的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下。质量m=‎2kg的金属棒ab置于导轨上，ab在导轨之间的电阻r=1Ω，电路中其余电阻不计。金属棒ab由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨且与导轨接触良好。已知金属棒ab与导轨间动摩擦因数μ=0.5，不计空气阻力影响。sin37°=0.6，cos37°=0.8，取g=‎10m/s2．求：‎ ‎（1）金属棒ab沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小am ‎（2）金属棒ab沿导轨向下运动的最大速度vm；‎ ‎（3）金属棒ab沿导轨向下运动过程中，电阻R上的最大电功率PR；‎ 参考答案 ‎1．D ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A.产生感应电流条件是闭合回路磁通量有变化，故选项A错误 B. 产生感应电流条件是闭合回路磁通量有变化，螺线管如果没有连成闭合回路，就不会有感应电流，故选项B错误 C. 电路的一部分作切割磁感线运动，如果电路没闭合仍然没有感应电流，故选项C错误 D. 线框不闭合时，线圈的磁通量发生变化也没有感应电流是对的，故D正确 故选D ‎2．A ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 线框进入磁场过程中受到的安培力：；如果，线框向下做加速运动，由牛顿第二定律得：mg-=ma，a=g-，由于速度v增大，a减小，线框向下做变加速运动，故B正确，A错误；如果，线框受到的合力向上，线框向下做减速运动，由牛顿第二定律得：-mg=ma，a=-g，由于速度v减小，a减小，线框向下做变减速运动，故D正确；如果，线框将向下做匀速直线运动，故C正确；本题选错误的，故选A.。‎ ‎3．B ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 铜环闭合，铜环在下落过程中，穿过铜环的磁通量不断变化，铜环中产生感应电流；由楞次定律可知，感应电流总是阻碍磁体间的相对运动，当铜环在磁铁上方时，感应电流阻碍铜环靠近磁铁，给铜环一个向上的安培力，铜环给磁铁一个向下的反作用力，因此拉力大于重力；当铜环位于磁铁下方时，铜环要远离磁铁，感应电流阻碍铜环的远离对铜环施加一个向上的安培力，铜环给磁铁一个向下的反作用力，则拉力大于重力；当铜环处于磁铁中央时，磁通量不变，则没有感应电流，没有安培阻力，因此拉力等于重力，故ACD错误，B正确。‎ ‎4．C ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 设导体切割磁感线的边长为L，运动距离为s，导线框的电阻为R.‎ 由，可知W与t成反比.则W1>W2；根据感应电量，相同，则；故A，B，D错误，C正确.故选C.‎ ‎5．D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 当MN运动时切割磁感线，MN相当于电源．由右手定则判断电流的方向．再根据闭合电路欧姆定律求出MN两端电压的大小．由左手定则可得出安培力的方向；由F=BIL可求得安培力的大小．‎ ‎【详解】‎ AB.当MN运动时，相当于电源。但其两边的电压是外电路的电压，假设导轨没电阻，MN两端的电压也就是电阻R两端的电压，电路中电动势为E=BLv，MN的电阻相当于电源的内阻，二者加起来为2R，则电阻上的电压为BLv，再由右手定则，拇指指向速度方向，手心被磁场穿过，四指指向即为电流方向，即由N到M，那么流过电阻的就是由b经R到d。故A B错误。‎ CD.由欧姆定律可知，电流，则MN受到的安培力大小FA=BIL=；故C错误，D正确。‎ 故选D。‎ ‎【点睛】‎ 本题考查导体切割磁感线中的力学及电路问题，要求能够把电磁感应和电路知识结合起来解决问题．明确电压值为路端电压，不是电源的电动势．‎ ‎6．C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 线框的左右两边都切割磁感线，产生两个感应电动势，由求出感应电动势，由欧姆定律求出感应电流，然后由安培力公式求出安培力，应用平衡条件求出拉力，然后求出拉力之比；应用焦耳定律求出线框产生的焦耳热，然后求出焦耳热之比；应用功率公式求出克服安培力的功率，然后求出克服安培力功率之比。‎ ‎【详解】‎ 甲、乙两个回路中产生的感应电流分别为：，，则回路电流之比：： ：：2，故A错误；线圈产生的热量：，则线圈产生的热量之比：：：：：：2，故B错误；线框受到的安培力分别为：，，线框做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件得：，则拉力大小之比：：：：：2，故C正确；克服安培力功率为：，则克服安培力做功的功率之比：：：：4，故D错误。所以C正确，ABD错误。‎ ‎【点睛】‎ 本题是电磁感应与电学、力学相结合的综合题，根据题意分析清楚图示情景与线框的运动情况是解题的前提与关键，应用、欧姆定律、安培力公式、平衡条件、焦耳定律与功率公式，要熟练运用比例法解答。‎ ‎7．A ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 线圈与磁场边界交点间电压是外电压，等于感应电动势的一半，根据有效切割长度分析感应电动势，确定哪种情况的感应电动势最小，即可作出判断．‎ ‎【详解】‎ 设导线的总长度为S。A图中：设正方形边长为L，则‎4L=S，有效切割长度 L=S/4；B图中：设正三角形的边长为a，则 ‎3a=S，a=S/3，有效切割长度 L=asin60°=S；C图中：设圆的直径为d，则 πd=S，有效切割长度 ; D图中：设正方形边长为l，有效切割长度为；由数学知识可知，A图中有效切割长度最小，产生的感应电动势最小，则线圈与磁场边界交点间电压最小。故A正确。故选A。‎ ‎【点睛】‎ 解决本题的关键是运用数学知识确定有效的切割长度，分析感应电动势的关系，要注意线圈与磁场边界交点间电压是外电压，不是内电压．‎ ‎8．D ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A.根据图像可知，磁感应强度在向右增强，根据楞次定律可知，感应电流的磁场向左，由右手定则可知，通过电阻的电流为C到A，A错误。‎ B.根据法拉第电磁感应定律可知，所以回路电流，B错误。‎ C.电阻R的电压，C错误。‎ D.因为A点接地电势为零，结合C选项分析，根据右手定则可知，C端与电源正极相连，所以C点电势为4.8V，D正确。‎ ‎9．BD ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据棒的切割磁感线，依据右手定则可确定感应电流的方向，由法拉第电磁感应定律来确定感应电流的大小；从而由右手螺旋定则来确定线圈M的磁通量的变化，再根据楞次定律，即可确定线圈N中的感应电流的方向．‎ ‎【详解】‎ 若要让N中产生逆时针的电流，M必须让N中的磁场“减小”或“×增大”所以有以下两种情况.‎ 垂直纸面向外的磁场（）且大小减小，根据楞次定律与法拉第电磁感应定律，则有导体棒向左减速运动；‎ 同理，垂直纸面向里的磁场（×）且大小增大，根据楞次定律与法拉第电磁感应定律，则有导体棒向右加速运动；故B，D正确，A，C错误；‎ 故选BD.‎ ‎【点睛】‎ 考查右手定则、法拉第电磁感应定律、右手螺旋定则与楞次定律的应用，注意各定律的作用，同时将右手定则与左手定则区别开．‎ ‎10．AC ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ AB、由图乙所示可知，oa段，磁场垂直于纸面向里，穿过圆环的磁通量增加，由楞次定律可知，感应电流 沿逆时针方向，在ab段磁场向里，穿过圆环的磁通量减少，由楞次定律可知，感应电流沿顺时针方向，在bc段，磁场向外，磁通量增加，由楞次定律可知，感应电流沿顺时针方向，故A正确，B错误；‎ CD、由左手定则可知，oa段电流受到的安培力方向指向圆心，ab段安培力方向背离圆心向外，bc段，安培力方向指向圆心，故C正确，D错误。‎ ‎11．CD ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A、导体棒ab切割磁感线产生的电动势 ，根据闭合电路做姆定律有 ，选项A不符合题意 B、导体棒ab受到安培力F安=BIL=2×10×1N=20N，由于导体棒ab匀速运动，则F=F安=20N，选项B不符合题意 C、导体棒克服安培力的功率，选项C符合题意；‎ D、根据右手定则判断通过电阻的电流为从A到C，选项D符合题意。‎ ‎12．CD ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 设线框匀速运动的速度大小为v，则线框受到的安培力大小为，根据平衡条件得：F=Mg-mgsinθ，联立两式得，，选项A错误；线圈进入磁场的过程为匀速，全部进入磁场后向上做匀加速运动，当出离磁场时，线圈所受的安培力大于匀速运动时的安培力，可知线圈做减速运动，若当速度减到匀速的速度v时，线圈又做匀速运动，可知线框从gh穿出磁场的过程可能先减速后匀速，选项B错误；线框进入磁场的过程做匀速运动，M的重力势能减小转化为m的重力势能和线框中的内能，根据能量守恒定律得：产生的焦耳热为Q=（Mg-mgsinθ）L2‎ ‎；出离磁场时开始阶段线圈的速度大于匀速的速度v，则出离磁场时产生的焦耳热大于Q=（Mg-mgsinθ）L2，则整个过程中线框产生的焦耳热大于2(MgL2-mgL2sinθ)，故C正确。根据可知，线框穿入和穿出磁场的过程中，通过线框的电荷量均为，故选D.‎ ‎13．感应电流 磁场 磁通量 ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 楞次在分析了许多实验事实后提出楞次定律，即感应电流应具有这样的方向，感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 ‎14．0.6 左 ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 飞机的速度为v=‎900km/h=‎250m/s 根据法拉第电磁感应定律，机翼两端间的感应电动势为：E=BLv=0.5×10−4×48×250V=0.6V，‎ 根据右手定则判断可知，感应电动势的方向从机翼右侧指向左侧，左侧相当于电源的正极，电势高。‎ ‎15．（1）（2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎(1)内磁通量的变化率 ‎(2)内感应电动势 和线圈中电动势大小相同，则内线圈中产生的热量 ‎16．（1）‎2m/s2（2）‎0.5m/s（3）1w ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎（1）金属棒开始运动时，根据牛顿第二定律可得：‎ 代入数据解得：；‎ ‎（2）当金属棒做匀速直线运动速度速度最大，此时金属棒受力平衡，根据平衡条件可得：‎ ‎，‎ 而安培力为：，代入数据解得：；‎ ‎（3）金属棒速度最大时感应电流最大，电阻R上电功率最大；‎ 根据闭合电路的欧姆定律可得感应电流为：I=，‎ 根据电功率的计算公式可得：PR=I2R，‎ 代入数据解得：PR=1W